用一維PSD探測(cè)干涉條紋移動(dòng)量的方法與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、光學(xué)干涉測(cè)量在材料微小形變檢測(cè)、光學(xué)介質(zhì)的折射率測(cè)量以及光學(xué)波前檢測(cè)等方面有著廣泛應(yīng)用。條紋的移動(dòng)測(cè)量是其中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，其處理方法作為干涉檢測(cè)系統(tǒng)的核心，一直以來(lái)倍受人們的關(guān)注。以往傳統(tǒng)的處理方法大部分是對(duì)干涉圖像進(jìn)行數(shù)值分析以反演被測(cè)對(duì)象特性。其流程是先將干涉條紋經(jīng)過(guò)基于CCD(charge coupled devices)的數(shù)字圖像采集系統(tǒng)采集后，輸入到計(jì)算機(jī)，經(jīng)計(jì)算機(jī)干涉條紋圖像處理軟件處理，給出干涉條紋的特征信息，獲得被測(cè)對(duì)

2、象物理量。而近年來(lái)隨著位置敏感探測(cè)器(position sensitive detector，PSD)在檢測(cè)領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用，用價(jià)格低廉的PSD替代CCD是人們一直所關(guān)注的焦點(diǎn)。PSD是一種很理想的精密光電位置探測(cè)器，由于它具有位置分辨率高、響應(yīng)速度快、可靠性高、等方面較傳統(tǒng)的CCD有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　鑒于此，本文確定了用PSD代替CCD測(cè)量干涉條紋移動(dòng)量的課題內(nèi)容，設(shè)計(jì)了一套基于PSD探測(cè)干涉條紋的移動(dòng)量的系統(tǒng)，目的是研究一種

3、具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單直觀，成本低廉、靈敏程度好的干涉條紋測(cè)量結(jié)構(gòu)。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)本文首先對(duì)常見(jiàn)的干涉儀結(jié)構(gòu)、干涉條紋檢測(cè)方法、位置敏感探測(cè)器(PSD)發(fā)展歷史、應(yīng)用狀況以及基本理論進(jìn)行了主次分明的介紹。
　　(2)本文對(duì)干涉條紋檢測(cè)方法進(jìn)行了詳盡地調(diào)研。
　　(3)本文首次提出的用PSD探測(cè)干涉條紋移動(dòng)量的測(cè)量裝置，據(jù)我們所知，這在PSD應(yīng)用以及干涉計(jì)量領(lǐng)域尚屬首次。
　　(4)本文根據(jù)光

4、子晶體禁帶這一特性首次提出了用一種基于新型光子晶體的濾波結(jié)構(gòu)用以消除散光對(duì)PSD的干擾，并且我們利用傳輸矩陣法對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值摸擬，仿真結(jié)果表明，這種結(jié)構(gòu)能夠從根本上解決散光對(duì)PSD的干擾。
　　(5)最后，本文對(duì)于單模光纖M-Z干涉儀干涉條紋移動(dòng)量進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理求得系統(tǒng)的最優(yōu)分辨力為5.156.25μm。
　　本論文設(shè)計(jì)并提出了新型的干涉條紋移動(dòng)量測(cè)量的方法，經(jīng)過(guò)大量理論仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證干涉條紋質(zhì)心檢測(cè)法